無人機軟式自主空中加油視覺導航技術研究.pdf

1、無人機在現(xiàn)代戰(zhàn)場上發(fā)揮著日益重要的作用。為了提高無人機的作戰(zhàn)效能，自主空中加油技術受到各國廣泛研究。與傳統(tǒng)的導航方式相比，視覺導航方式具有精度高、頻率快、不受電子干擾等優(yōu)點。本文針對無人機軟式自主空中加油視覺導航技術展開了深入的研究。
　　本文首先根據(jù)無人機軟式自主空中加油的特點設計了軟式自主空中加油視覺導航系統(tǒng)，包括視覺導航系統(tǒng)的使用方案，視覺導航系統(tǒng)的組成，視覺導航系統(tǒng)的工作流程等。
　　其次，提出了軟式自主空中加油視覺

2、導航算法?；谳o助識別標志的特點，設計了視覺導航圖像的預處理及特征點提取算法。采用隨機Hough變換檢測錐套目標，并基于卡爾曼濾波設計了錐套目標跟蹤算法。針對點特征的位姿估計問題，研究了傳統(tǒng)的正交迭代算法，并針對該算法存在的問題采用了改進算法進行位姿參數(shù)估計。
　　再次，設計了軟式自主空中加油視覺導航數(shù)字仿真系統(tǒng)。利用三維仿真軟件Vega模擬空中加油場景，采用Simulink設計了軟式自主空中加油視覺導航控制系統(tǒng)，利用MFC將 V

3、ega及Simulink結合起來構成閉合仿真回路。實驗結果驗證了本文提出的軟式自主空中加油視覺導航算法的有效性。
　　最后，在數(shù)字仿真系統(tǒng)的基礎上設計了軟式自主空中加油視覺導航半物理仿真系統(tǒng)。三維視景仿真計算機將虛擬攝像機獲得的視覺導航圖像投影至屏幕上，視覺伺服控制仿真計算機采用真實的攝像機對投影圖像進行采集，并利用等效投影原理計算得到虛擬環(huán)境中受油機與錐套之間的相對位姿關系，從而控制受油機靠近錐套實現(xiàn)精確對接，完成半物理仿真。實